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日本国铁KiHa40系柴油动车组

日本国铁KiHa40系内燃动车组（日语：国鉄キハ40系気動車）是日本国有铁道于1977年启用的内燃动车组，后来由后继的各JR公司使用于郊区和农村地区。 [1]其它使用者包括会津铁道、道南渔火铁道、锦川铁道等。有部分原KiHa40系内燃动车组转至缅甸仰光使用。

日本国铁KiHa40系内燃动车组
城端线上的KiHa 40-2136内燃动车组
（2022年5月）
概览
制造富士重工、新潟铁工所
车辆总数888
制造年份1977-1983
技术数据
车辆长度21,300mm
车体宽度2,900mm
轨距1,067mm
车体材质钢
运营速度95km/h
设计最高速度120km/h
驱动装置液力传动
制动方式空气制动

简介

于1977年（昭和52年）至1982年（昭和57年）间共制造888辆，投入日本全国各地，替换已老化的KiHa17型。

承继了KiHa 65、KiHa66、67型的许多设计，与当时的一般用柴油客车相比，改善了车内设备与动力性能，引擎的出力略有增加，但车体重量也较重，故与旧型车辆相比，整体性能提升有限。

本系列可分为两端设有驾驶室、乘降门为单扇门且设于车体两端的KiHa40形、仅一端设有驾驶室、乘降门为单扇门且设于车体两端的KiHa48形，以及仅一端设有驾驶室、乘降门为双扇门且设置于车体较中间位置的KiHa47形等三个主要形式，各形式依照投入地区天候的不同及厕所设置的有无分为数种不同的番台。

国铁分割民营化后，除一辆因事故报废以外，其余887辆由JR货物以外的其他各社承继，并因应需求进行诸如动力装置更换等等改造，产生多种不同的番台。此外，1990年代后也开始以过剩车辆改造为观光、团体用车。

2000年代后半起，由于引入新型车辆与部分地方线废线，本型车开始退役。JR东海于2016年报废其所属的KiHa 40型。JR东日本所属车辆除改造为观光列车的车辆外，也已全数退出运营。JR北海道预计于2025年3月时结束KiHa40型一般车辆的定期运用。JR四国宣布预计将于2027年开始投入新型车辆，并彻底汰换本型车。但JR九州、JR西日本在2024年时，尚未有进行大规模汰换的消息。

在JR各社的汰换行动之下，部分车辆开始让渡至私铁、第三部门铁道及日本以外的国家，如缅甸、泰国。

形式 驾驶室数量 乘降门形式 番台 数量 设计使用区域 厕所
kiha40 2 单扇门 100 150 酷寒地 有
500 94 寒地
2000 148 暖地 有
kiha47 1 双扇门 0 193 暖地 有
500 22 寒地
1000 134 暖地 无
1500 21 寒地
kiha48 1 单扇门 0 6 暖地、准寒地 有
300 4 酷寒地
500 59 寒地
1000 4 暖地、准寒地 无
1300 3 酷寒地
1500 50 寒地

酷寒地：北海道 寒地：东北、中部地方

准寒地：中部地方

引擎

以DMF15HSA型柴油引擎取代了旧型的DMH17型引擎。这具引擎衍生自 1963 年开发的 DMF15HS 型，配备排气涡轮增压器和中冷器。曾用于 Kiha 90 1 号车进行调试，DMF15HSA型柴油引擎连续额定输出220 PS / 1,600 rpm，连续额定输出时的燃油消耗率185 g / PS / h，最大输出250 PS / 2000 rpm。其设计为直列6缸，汽缸采卧式配置，配有预燃室、TB11B尾气涡轮增压器。辅助设备包括CW750D型空气压缩机、DM99A或DM99B 4 kVA交流发电机；两者都使用齿轮而非皮带传动。引擎的额定燃油消耗率为185 g/PS/h，与旧DMH17系列（190 g/PS/h）相较并未大幅改善。后来JR东海进行引擎改装，发现燃油效率改善了71％[2]。

  •  
    DMF15HSA型引擎，摄于钏路运输车辆所。

液体变速机

变速机为DW10型，液联一段、直联一段。其基础设计来自于 Kiha 65 型和 Kiha 66 型的 DW9 型变速机。采用半自动系统进行液联与直联切换，可侦测变速机输入轴和输出轴之间的转数差异并以最佳转速切换档位。也相容于传动特性不同的传统手动换档车辆。变速机冷却也由气冷改为油冷。

冷暖气空调装置

暖气系统由装置在车室底下的换热器，使用引擎的冷却水加热空气，无须在车厢内安排复杂的管线，构造简单；容量为30,000 kcal/h，比使用煤油炉的暖气系统容量更大。但是在原始设计并没有装置冷气，因为当时认为对于本型车预定使用的地方线路尚不需要装置冷气，而所使用的DMF15HSA引擎虽然比DMH17型出力增加约两成，但车重也增加了，相较之下出力不足，不管是由引擎直接驱动冷气设备或加装发电机，都会造成困扰。[注 1]

对于性能的批评

由于车体加大与设备增加，与先前的柴油客车相比本型车车重增加，但引擎出力相对低下，招致对性能的批评。[3][4][5][6][7]。其所欲取代的kiha17系车重约28至32吨，而kiha45形车重33吨，kiha24形34.5吨；kiha47形0番台车重35.5至35.6吨（车长21.3米，一端有驾驶室，并且有厕所与两组乘降门与寒带设施），kiha40形100番台车重为36.8至37.6吨（全长21.3米，两端有驾驶室，并且有厕所与两组乘降门与极寒带设施），相较之下车重多了一到两成，而所使用的连续出力220匹马力的引擎，在10-55公里时速下，轮周张力高了15-45%。[8]因此重量出力比与kiha17系与kiha20系等装配一部引擎的车辆相似，远不及装有两部引擎的kiha51与kiha52形，结果新型车辆的行驶性能低下，无法改善行驶排点。[3][4][5][6][7]。

本型车的速度种别设定是普通列车的“停气F1”，在千分之25的上坡均衡速度是26 km/h。[9]在电化区间中，相较于其他车辆，本型车的加速性能不佳，增加了运行排点的困难；就算在平坦的非电化区间，也很难跟使用装有两部引擎的车辆行驶的列车配合排点。[注 2]

DMF15HSA引擎的耗油量为185 g/PS/h，等同1940年代 - 50年代之间开发的DMH17系的水准（190 g/PS/h），[注 3] ，但与后来采用的康明斯NTA855-R1（JR形式DMF14HZA）燃油直喷引擎的 154 g/PS/h相比大为不及。[注 4][5][6][15] 此外变速机的设计换档速度过高，平常运营时行驶时使用液联位的时间拉长，效率更加不彰。[5]另外，DMH17型引擎为了避免过热，限制全力运行以五分钟为限，但是DMF15HSA引擎没有这个限制，实际运营时引擎经常长时间全力输出，耗油量更是增加。

新制形式

以下为日本国铁新制时的番台区分。 [16]

Kiha40形

100番台

Kiha40形100番台为北海道地区专用的酷寒型车，于1977年开始制造，至1982年为止共生产150辆，为本系列最早投入运营的番台区分之一。 上下乘降门部分空间有隔间与客舱分离，车窗为双层、一段式上升开启的设计，全车辆设置厕所、使用空气弹簧转向架。

1988年（昭和63年）时其中9辆 (141 - 149) 改造为キハ400形。剩余的车辆则于1990年（平成2年）至1995年（平成7年）间进行单人操作（日文：ワンマン）改造，改编为700番台，100番台消灭。

500番台

 
キハ40 502（2018年5月）
 
キハ40 551（2017年5月）

以投入东北地区为主的寒地型车，于1977年至1982年间共制造94辆（501-594）。

新制时上下乘降门有隔间与客舱分离，车窗为上半部下降开启、下半部上升开启的设计，使用空气弹簧转向架。

KiHa 40-1000

  • KiHa 40-1001–1007（7辆）。

2000番台

关东以西之暖地型车，1979年（昭和54年）开始制造。

  • KiHa 40-2001–2148（148辆）

KiHa 47

0・1000番台

 
キハ47 15（1987年）
 
キハ47 1108（1987年4月）

暖地型车，使用金属弹簧悬挂。0番台车设有卫生间，1000番台不设卫生间。

  • KiHa 47-1–193（193辆）
  • KiHa 47-1001-1134（134辆）

500・1500番台

 
キハ47 503・四国色（2007年10月）
 
キハ47 1501・朱色（1987年）

寒地型车，使用空气悬挂。500番台车设有卫生间，1500番台不设卫生间。

  • KiHa 47-501–522（22辆）
  • KiHa 47-1501–1521（21辆）

KiHa 48-0

  • KiHa 48-1–6（6辆）

KiHa 48-300

  • KiHa 48-301–304（4辆）

KiHa 48-500

  • KiHa 48-501–559（59辆）

KiHa 48-1000

  • KiHa 48-1001–1004（4辆）

KiHa 48-1300

  • KiHa 48-1301–1303（3辆车）

KiHa 48-1500

  • KiHa 48-1501–1550（50辆）

JR北海道

在1987年4月JNR私有化和拆分之后， JR北海道接收157辆KiHa 40型（150辆KiHa 40和7辆KiHa 48）。 截至2010年4月1日 (2010-04-01)JR北海道共有153辆KiHa 40型车辆，分类如下。 [16]

  • KiHa 40-300
  • KiHa 40-330
  • KiHa 40-350
  • KiHa 40-400
  • KiHa 40-700
  • KiHa 40-1700
  • KiHa 48-1300
  • KiHa 400-100
  • KiHa 480-300
  • KiHa 480-1300

JR东日本

在1987年4月JNR私有化和拆分之后， JR东日本接收了219辆KiHa 40型（117辆KiHa 40，28辆KiHa 47和74辆KiHa 48）。 截至2010年4月1日，JR East使用159辆KiHa 40型，分类如下。 [16]KiHa 48 502和KiHa 48 1512在2011年 3月11日的2011 年东北地震和海啸中出轨并严重受损而停用。此外有些车辆改装成“愉快列车”，用作观光特别列车使用。

  • KiHa 40-500
  • KiHa 40-1000
  • KiHa 40-2000
  • KiHa 47-0
  • KiHa 47-500
  • KiHa 47-1000
  • KiHa 47-1500
  • KiHa 48-500
  • KiHa 48-1500
  •  
    重新粉刷成旧国铁涂装的KiHa 40 1003，2011年1月。
  •  
    2011年海啸后的KiHa 48 502和KiHa 48 1512
  •  
    故乡号，2007年11月。

JR东海

在1987年4月JNR私有化和拆分之后， JR东海接收59辆KiHa 40型（14辆KiHa 40，5辆KiHa 47和40辆KiHa 48型）。 到2010年4月，JR东海仍有59辆KiHa 40型使用中， [16]但已于2016年停用。

  • KiHa 40-3000
  • KiHa 40-3300
  • KiHa 40-5000
  • KiHa 40-5500
  • KiHa 40-5800
  • KiHa 40-6000
  • KiHa 40-6300
  • KiHa 47-5000
  • KiHa 47-6000
  • KiHa 48-3500
  • KiHa 48-3800
  • KiHa 48-5000
  • KiHa 48-5300
  • KiHa 48-5500
  • KiHa 48-5800
  • KiHa 48-6000
  • KiHa 48-6300
  • KiHa 48-6500
  • KiHa 48-6800

JR西日本

在1987年4月JNR私有化和拆分之后， JR西日本接收了257辆KiHa 40型（63辆KiHa 40，189辆KiHa 47和5辆KiHa 48）。截至2010年4月1日 (2010-04-01)JR西日本使用255辆KiHa 40型车辆，分类如下。 [16]有些车辆改装成观光特别列车使用。

  • KiHa 40-3000
  • KiHa 41-2000
  • KiHa 47-2000
  • KiHa 47-2500
  • KiHa 48-3000
  • KiHa 48-3500
  •  
    キハ40 2007 津山铁道部一人车色・旧涂装（1997年）
  •  
    キハ47 3001 朱色（1997年）
  •  
    キハ47形朱色（2009年8月26日）
  •  
    キハ47 146（2007年3月14日）
  •  
    キハ47 10（2007年1月6日 浜坂駅）
  •  
    キハ40-2091 “はばタン”列车
  •  
    キハ40 2136 忍者小灵精主题车 (A) （2013年6月25日 高冈站）
  •  
    リバイバル急行“ちどり”キハ48 4（2013年9月7日 三次駅）
  •  
    キハ47 1036 みまさかノスタルジー
    （2016年4月10日）
  •  
    キハ40 2134 みまさかノスタルジー涂装
    （2017年1月22日）
  •  
    キハ47 1036 みまさかノスタルジー国铁急行色

改造车

改装冷气

从 1989 年到 1995 年，所有车辆改装日本电装制造的AU34型独立机关式冷气机。工程拆除了一部车架下方的热交换暖气，安装一台AU34，并在车内行李处安装一台室内换热器。

改装引擎与变速机

1994 年至 2000 年更换了引擎和液体传动装置。更换为小松制作所的SA6D125H-1A或SA6D125HE-1型柴油引擎。全车系尚未改装完成时，考虑到与旧引擎车辆的融合，限制输出为 265 PS / 2,000 rpm；改装完成后，逐步将输出增加至 355 PS。但截至2019 年1 月，属于冈山气动车区的 Kiha 40 型 2000番台与部分3000番台，仍仅使用265 PS的功率。

液体变速机改换为小松制作所的KTF3335A-1A型（液联2段、直联3段自动切换）或新潟变速器的TACN-22型（液联1段、直联2段自动切换），但因转向架仍是单轴驱动，相对于轴重容易发生空转。故考虑转向架强度问题，将输出由原来的355 PS降低至330 PS。此外，由于Kiha 40型的最高时速仅为95公里，故配备小松KTF3335A-1A型液体变速机的车辆，虽然理论上在105公里时速以上可使用直联第三段，但实际上只用到液联2段、直联2段。

车体改造与再次更新空调

KiHa47型车于1998年至2009年，KiHa40型车于1999年至2007年，全数进行了与旧国铁车辆（如103型、113型电力动车组）类似的结构改进工程（延命40N）[17]。改装工程在后藤综合车辆所、网干综合车辆所（2000年改为鹰取工厂）、下关综合车辆所、金泽综合车辆所进行。主要工程包括更换腐蚀的车身、改装车窗、拆除通风装置、更新车内墙板、改装电气指令式半自动门装置。另外大约在同一时间，除了 5 辆 Kiha 47 型车以外，所有车辆的冷气系统均更换为引擎直接驱动的 WAU201型，拆除了车架下方的 AU34型装置，并将 WAU201的换热器安装在车顶上。

JR四国

在1987年4月JNR私有化和拆分之后， JR四国共接收53辆KiHa 40型（11辆KiHa 40和42辆KiHa 47）。 截至2010年4月1日 (2010-04-01)JR四国仍有43辆KiHa 40型车辆，分类如下。 [16]有些车辆改装成观光特别列车使用。

  • KiHa 40-2000
  • KiHa 47-0
  • KiHa 47-500
  • KiHa 47-1000
  • KiHa 47-1500

JR九州

在1987年4月JNR私有化和拆分之后， JR九州接收了142辆KiHa 40型（36辆KiHa 40和106辆KiHa 47）。 截至2010年4月1日，JR九州仍有140辆KiHa 40型车辆，分类如下。 [16]有些车辆改装成观光特别列车使用。

  • KiHa 40-7000
  • KiHa 40-8000
  • KiHa 47-3500
  • KiHa 47-4500
  • KiHa 47-5000
  • KiHa 47-6000
  • KiHa 47-8000
  • KiHa 47-8500
  • KiHa 47-9000
  • KiHa 47-9500
  • KiHa 140-2000
  • KiHa 147-0
  • KiHa 147-1000
  •  
    隼人之风，2022年1月。
  •  
    指宿之玉手箱，2011年2月
  •  
    2015年10月的Aru Ressha

道南渔火铁道

其他国家

 
2016年7月，缅甸的原KiHa 40系列火车

从2011年至2016年，来自JR东日本、JR北海道 、JR四国和JR东海的48辆KiHa40型车（包括KiHa 40，KiHa 47和KiHa 48）送往缅甸使用于仰光环形铁路 [18]。

参考文献

  1. ^ Haraguchi, Takayuki. Encyclopedia of JR's Railway Cars: JR全車輌. Japan: Sekai Bunka. 2009: 126–127. ISBN 978-4-418-09905-4. 
  2. ^ 环境报告书2006 存档副本. [2024-06-29]. 原始内容存档于2007-05-09. 
  3. ^ 3.0 3.1 汤口彻 ‘日本の内燃动车’ 成山堂书店 交通ブックス21 2013年、p.117
  4. ^ 4.0 4.1 曽根悟 “地方线区用车両の技术考”（铁道ジャーナル年鉴“日本の铁道”别册‘'87最新第三セクター铁道’ pp.96 - 101）
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 曽根悟 “ディーゼルカー 用途拡大の可能性”（‘铁道ジャーナル’1990年5月号 (No.283) pp.83 - 87）
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 铁道ジャーナル编集部 “国铁 - JR 特急型気动车30年のあゆみ”（‘铁道ジャーナル’1990年5月号 (No.283) pp.72 - 75）
  7. ^ 7.0 7.1 ‘铁道ピクトリアル’1993年2月号 (No.571) p.23
  8. ^ 旧北海道铁道学园‘キハ40系ディーゼル动车’，第223页.
  9. ^ ‘铁道ジャーナル’1993年11月号 (No.325) p.66
  10. ^ ‘铁道ピクトリアル’1993年2月号(No.571)p.37
  11. ^ 汤口彻 ‘日本の内燃动车’ 成山堂书店 交通ブックス121 2013年、p.99・115
  12. ^ 汤口彻 ‘日本の内燃动车’ 成山堂书店 交通ブックス121 2013年、pp.99・103・114 - 122
  13. ^ 早川阳司 “JR东海と‘カミンズエンジン’”（‘铁道ジャーナル’1990年5月号 (No.283) pp.70-71 ）
  14. ^ 14.0 14.1 14.2 汤口彻 ‘日本の内燃动车’ 成山堂书店 交通ブックス121 2013年、pp.114 - 129
  15. ^ 汤口彻 ‘日本の内燃动车’ 成山堂书店 交通ブックス121 2013年、pp.117・125 - 127
  16. ^ 16.0 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6 Japan Railfan Magazine.  缺少或|title=为空 (帮助)
  17. ^ 交友社‘铁道ファン’-2011年1月号　キハ40系　车历表
  18. ^ Diesel Railcars from Japan （页面存档备份，存于互联网档案馆） [来源可靠？]
  1. ^ 连続定格出力150 - 180 PSと非力なDMH17系机関が标准だった国铁気动车では、バスと同様の机関直结式冷房装置を采用することは困难であり、当初より冷房装置を搭载した特急形気动车では一部车両に大型のディーゼル机関による発电セットを搭载して4 - 5両単位で给电を行うシステムを、のちに冷房を追加した急行形気动车で 一部车両にコンパクトな発电ユニットを搭载して3両単位での电力供给を行うシステムを采用しており、本形式のベースとなったキハ66系も同様の冷房システムと当时の近郊形电车と同様の集中式冷房装置を搭载していた。
  2. ^ 1990年代当时、根室本线钏路以东の快速列车は、バス线路との対抗上キハ54形基准の比较的速いダイヤ设定としていたところ、车両数の都合でキハ40形が运用に入る便のみは遅いダイヤ设定とされていたという例[10]などがある。
  3. ^ 1951年（昭和26年）の制品化时点で既に技术的に立ち遅れた机関であった[11]が、大幅な改良はほとんどなされないまま长期间にわたって生产・使用が続けられ、世界水准との落差は著しいものになっていた[12]。
  4. ^ カミンズNTA855-R1などは、原设计は决して新しいものではなく保守的な设计であるが、自动车や建机向け等として豊富な采用実绩があり、その中で出力・燃费・环境性能・信赖性についても改良が进んでいた[5][13][14]。铁道関连以外の国内メーカーにも小松SA6D125等があったが、国铁时代には采用の动きは全くなかった[14]。汤口彻は、车両开発を所管した国铁工作局が、気动车用エンジンにこうした実绩のある外部専门メーカーの技术を采用せず自主开発に固执し、著しい停滞を招いたとして批判している[14]。

外部链接

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